Согласно определению Международной организации гражданской авиации (ИКАО), взлетно-посадочная полоса — это «определенная прямоугольная область на наземном аэродроме, подготовленная для посадки и взлета самолетов ». [1] Взлетно-посадочные полосы могут иметь искусственную поверхность (часто асфальт , бетон или смесь того и другого) или естественную поверхность ( трава , грязь , гравий , лед , песок или соль ). Взлетно-посадочные полосы, рулежные дорожки и пандусы иногда называют «асфальтированным шоссе», хотя очень немногие взлетно-посадочные полосы построены с использованием асфальтового покрытия . Зоны взлета и посадки, определенные на поверхности воды для гидросамолетов , обычно называют водными путями . Длина взлетно-посадочных полос в настоящее время обычно указывается в метрах во всем мире , за исключением Северной Америки, где обычно используются футы. [2]
В 1916 году в условиях Первой мировой войны в Клермон-Ферране ( Франция) была построена первая взлетно-посадочная полоса с бетонным покрытием , что позволило местной компании Michelin производить военные самолеты Bréguet Aviation . [ необходима цитата ]
В январе 1919 года пионер авиации Орвилл Райт подчеркнул необходимость «четко обозначенных и тщательно подготовленных посадочных площадок, [но] подготовка поверхности достаточно ровной земли [является] дорогостоящим мероприятием [и] также потребуются постоянные расходы на ее содержание» [3] .
Для самолетов с фиксированным крылом выгодно выполнять взлеты и посадки против ветра, чтобы уменьшить разбег при взлете или посадке и уменьшить путевую скорость , необходимую для достижения скорости полета . Крупные аэропорты обычно имеют несколько взлетно-посадочных полос в разных направлениях, так что можно выбрать ту, которая наиболее близка к направлению ветра. Аэропорты с одной взлетно-посадочной полосой часто строятся так, чтобы они были выровнены с преобладающим ветром . Составление розы ветров является одним из предварительных шагов, предпринимаемых при строительстве взлетно-посадочных полос аэропортов. [4] Направление ветра указывается как направление, откуда дует ветер : самолет, взлетающий с взлетно-посадочной полосы 09, смотрит на восток, на «восточный ветер», дующий с 090°.
Первоначально в 1920-х и 1930-х годах аэропорты и авиабазы (особенно в Соединенном Королевстве) строились по схеме треугольника из трех взлетно-посадочных полос под углом 60° друг к другу. Причина заключалась в том, что авиация только начинала развиваться, и хотя было известно, что ветер влияет на требуемое расстояние между взлетно-посадочными полосами, о поведении ветра было известно немного. [ необходимая цитата ] В результате были построены три взлетно-посадочные полосы по схеме треугольника, и взлетно-посадочная полоса с самым интенсивным движением в конечном итоге расширилась до главной взлетно-посадочной полосы аэропорта, в то время как другие две взлетно-посадочные полосы были либо заброшены, либо преобразованы в рулежные дорожки. [5]
Взлетно-посадочные полосы обозначаются числом от 01 до 36, которое обычно является магнитным азимутом направления взлетно-посадочной полосы в декаградусах . Это направление отличается от истинного севера на местное магнитное склонение . Взлетно -посадочная полоса с номером 09 указывает на восток (90°), взлетно-посадочная полоса 18 — на юг (180°), взлетно-посадочная полоса 27 указывает на запад (270°), а взлетно-посадочная полоса 36 указывает на север (360°, а не 0°). [6] При взлете или посадке на взлетно-посадочную полосу 09 самолет движется под углом около 90° (восток). Взлетно-посадочная полоса обычно может использоваться в обоих направлениях и именуется для каждого направления отдельно: например, «взлетно-посадочная полоса 15» в одном направлении называется «взлетно-посадочной полосой 33» при использовании в другом. Два числа отличаются на 18 (= 180°). Для ясности радиосвязи каждая цифра в названии взлетно-посадочной полосы произносится отдельно: взлетно-посадочная полоса один-пять, взлетно-посадочная полоса три-три и т. д. (вместо «пятнадцать» или «тридцать три»).
Начальный ноль, например, в «взлетно-посадочной полосе ноль-шесть» или «взлетно-посадочной полосе ноль-один-левый», включен для всех аэропортов ИКАО и некоторых военных аэропортов США (таких как база ВВС Эдвардс ). Однако большинство аэропортов гражданской авиации США опускают начальный ноль, как того требуют правила FAA. [7] Это также касается некоторых военных аэродромов, таких как армейский аэродром Кэрнс . Эта американская аномалия может привести к несоответствиям в разговорах между американскими пилотами и диспетчерами в других странах. Очень часто в такой стране, как Канада, диспетчер разрешает прибывающему американскому самолету, например, взлетно-посадочную полосу 04, а пилот зачитывает разрешение как взлетно-посадочную полосу 4. В программах моделирования полета американские специалисты могут применять американское использование к аэропортам по всему миру. Например, взлетно-посадочная полоса 05 в Галифаксе будет отображаться в программе как однозначная цифра 5, а не 05.
Военные авиабазы могут включать в себя небольшие асфальтированные взлетно-посадочные полосы, известные как «штурмовые полосы» для практики и обучения рядом с большими основными взлетно-посадочными полосами. [8] Эти полосы избегают стандартного числового обозначения и вместо этого используют полный трехзначный заголовок взлетно-посадочной полосы; примерами служат взлетно-посадочная полоса 110/290 авиабазы резерва ВВС Доббинс и взлетно-посадочная полоса 180/360 авиабазы Дьюк-Филд . [9] [10]
Взлетно-посадочные полосы с нетвердым покрытием, такие как небольшие аэродромы с травяным покрытием и водные пути для гидросамолетов , могут использовать стандартную числовую схему или могут использовать традиционную нумерацию точек компаса , примерами являются водный путь E/W базы гидросамолетов в гавани Кетчикан . [11] [12] Аэропорты с непредсказуемыми или хаотичными водными потоками, такие как база гидросамолетов Pebbly Beach на острове Санта-Каталина , могут обозначать свою зону посадки как водный путь ALL/WAY, чтобы обозначить отсутствие обозначенного направления посадки. [13] [12]
Если имеется более одной взлетно-посадочной полосы, указывающей в одном направлении (параллельные взлетно-посадочные полосы), каждая взлетно-посадочная полоса идентифицируется путем добавления левой (L), центральной (C) и правой (R) к концу номера взлетно-посадочной полосы для обозначения ее положения (если смотреть в ее направлении) — например, взлетно-посадочные полосы один-пять-левый (15L), один-пять-центр (15C) и один-пять-правый (15R). Взлетно-посадочная полоса ноль-три-левый (03L) становится взлетно-посадочной полосой два-один-правый (21R) при использовании в противоположном направлении (полученном путем добавления 18 к исходному номеру для разницы в 180° при приближении с противоположного направления). В некоторых странах правила предписывают, что там, где параллельные взлетно-посадочные полосы расположены слишком близко друг к другу, только одна может использоваться одновременно при определенных условиях (обычно неблагоприятных погодных условиях ).
В крупных аэропортах с четырьмя или более параллельными взлетно-посадочными полосами (например, в Чикаго О'Хара , Лос-Анджелесе , Детройте Метрополитен Уэйн Каунти , Хартсфилд-Джексон Атланта , Денвере , Далласе–Форт-Уэрте и Орландо ) некоторые идентификаторы взлетно-посадочных полос смещены на 1, чтобы избежать неоднозначности, которая возникла бы при наличии более трех параллельных взлетно-посадочных полос. Например, в Лос-Анджелесе эта система приводит к появлению взлетно-посадочных полос 6L, 6R, 7L и 7R, хотя все четыре взлетно-посадочные полосы фактически параллельны примерно под углом 69°. В международном аэропорту Даллас/Форт-Уэрт есть пять параллельных взлетно-посадочных полос, названных 17L, 17C, 17R, 18L и 18R, все они ориентированы под углом 175,4°. Иногда аэропорт, имеющий только три параллельные взлетно-посадочные полосы, может использовать разные идентификаторы взлетно-посадочных полос, например, когда в 2000 году в международном аэропорту Финикс Скай-Харбор была открыта третья параллельная взлетно-посадочная полоса к югу от существующей 8R/26L, вместо того чтобы стать «новой» 8R/26L, она была обозначена как 7R/25L, при этом бывшая 8R/26L стала 7L/25R, а 8L/26R стала 8/26.
Суффиксы также могут использоваться для обозначения взлетно-посадочных полос специального назначения. Аэропорты, имеющие водные пути для гидросамолетов, могут обозначить водный путь на картах суффиксом W; например, Международный аэропорт Дэниела К. Иноуэ в Гонолулу и База гидросамолетов Лейк-Худ в Анкоридже . [14] Небольшие аэропорты, принимающие различные виды воздушного движения, могут использовать дополнительные суффиксы для обозначения специальных типов взлетно-посадочных полос в зависимости от типа воздушных судов, которые, как ожидается, будут их использовать, включая самолеты STOL (S), планеры (G), винтокрылые машины (H) и сверхлегкие самолеты (U). [12] Взлетно-посадочные полосы, пронумерованные относительно истинного севера, а не магнитного севера, будут использовать суффикс T; это выгодно для некоторых аэродромов на крайнем севере, таких как авиабаза Туле (08T/26T). [15]
Обозначения взлетно-посадочных полос могут со временем меняться, поскольку магнитные линии Земли медленно дрейфуют по поверхности, а магнитное направление меняется. В зависимости от местоположения аэропорта и того, насколько велик дрейф, может потребоваться изменить обозначение взлетно-посадочной полосы. Поскольку взлетно-посадочные полосы обозначаются курсами, округленными до ближайших 10°, это влияет на некоторые взлетно-посадочные полосы раньше, чем на другие. Например, если магнитный курс взлетно-посадочной полосы составляет 233°, она обозначается как взлетно-посадочная полоса 23. Если магнитный курс изменяется на 5 градусов вниз до 228°, взлетно-посадочная полоса остается взлетно-посадочной полосой 23. Если же исходный магнитный курс был 226° (взлетно-посадочная полоса 23), а курс уменьшился всего на 2 градуса до 224°, взлетно-посадочная полоса становится взлетно-посадочной полосой 22. Поскольку сам по себе магнитный дрейф медленный, изменения обозначения взлетно-посадочной полосы редки и не приветствуются, поскольку они требуют сопутствующего изменения в аэронавигационных картах и описательных документах. Когда меняется обозначение взлетно-посадочной полосы, особенно в крупных аэропортах, это часто делается ночью, потому что знаки рулежных дорожек необходимо менять, а номера на каждом конце взлетно-посадочной полосы необходимо перекрашивать в соответствии с новыми обозначениями взлетно-посадочной полосы. Например, в июле 2009 года лондонский аэропорт Станстед в Соединенном Королевстве ночью изменил обозначения взлетно-посадочной полосы с 05/23 на 04/22.
Размеры взлетно-посадочной полосы варьируются от 245 м (804 фута) в длину и 8 м (26 футов) в ширину в небольших аэропортах гражданской авиации до 5500 м (18 045 футов) в длину и 80 м (262 фута) в ширину в крупных международных аэропортах, построенных для приема самых больших самолетов , и до огромной взлетно-посадочной полосы размером 11 917 м × 274 м (39 098 футов × 899 футов) на дне озера 17/35 на авиабазе Эдвардс в Калифорнии, разработанной как посадочная площадка для космического челнока . [16]
Доступные расстояния взлета и посадки указываются с использованием одного из следующих терминов:
Существуют стандарты для разметки взлетно-посадочной полосы. [22]
На большинстве крупных взлетно-посадочных полос есть маркировка и знаки. На более крупных взлетно-посадочных полосах есть знак оставшегося расстояния (черный ящик с белыми цифрами). Этот знак использует одну цифру для указания оставшегося расстояния взлетно-посадочной полосы в тысячах футов. Например, 7 будет означать оставшееся расстояние в 7000 футов (2134 м). Порог взлетно-посадочной полосы обозначен линией зеленых огней.
Существует три типа взлетно-посадочных полос:
Водные пути могут быть не обозначены или обозначены буями , которые соответствуют морским обозначениям. [28]
Для постоянно закрытых взлетно-посадочных полос и рулежных дорожек цепи освещения отключаются. Порог взлетно-посадочной полосы, обозначение взлетно-посадочной полосы и маркировка приземления стираются, а желтые «X» размещаются на каждом конце взлетно-посадочной полосы с интервалом в 1000 футов (305 м). [29]
Линия огней на летном поле или в другом месте, служащая для освещения взлетающих и заходящих на посадку самолетов, или освещенная взлетно-посадочная полоса иногда также называется траекторией сигнальной ракеты .
Освещение взлетно-посадочной полосы используется в аэропортах в периоды темноты и плохой видимости. С воздуха огни взлетно-посадочной полосы формируют контур взлетно-посадочной полосы. Взлетно-посадочная полоса может иметь некоторые или все из следующих: [31]
Согласно правилам Министерства транспорта Канады , [32] освещение кромки взлетно-посадочной полосы должно быть видно на расстоянии не менее 2 миль (3 км). Кроме того, в настоящее время в Соединенных Штатах проходит испытания новая система консультативного освещения, индикаторы состояния взлетно-посадочной полосы . [33]
Боковые огни должны быть расположены таким образом, чтобы:
Обычно огни контролируются диспетчерской вышкой , станцией обслуживания полетов или другим уполномоченным органом. Некоторые аэропорты/аэродромы (особенно неконтролируемые ) оборудованы управляемым пилотом освещением , так что пилоты могут временно включать огни, когда соответствующий орган недоступен. [35] Это позволяет избежать необходимости в автоматических системах или персонале для включения огней ночью или в других ситуациях с плохой видимостью. Это также позволяет избежать расходов на включение системы освещения в течение длительного времени. Небольшие аэропорты могут не иметь освещенных взлетно-посадочных полос или разметки взлетно-посадочных полос. В частности, на частных аэродромах для легких самолетов может не быть ничего, кроме ветроуказателя рядом с посадочной полосой.
Типы инцидентов, связанных с безопасностью на взлетно-посадочной полосе, включают в себя:
Выбор материала, используемого для строительства взлетно-посадочной полосы, зависит от использования и местных грунтовых условий. Для крупного аэропорта, где грунтовые условия позволяют, наиболее удовлетворительным типом покрытия для долгосрочного минимального обслуживания является бетон . Хотя некоторые аэропорты использовали арматуру в бетонных покрытиях, это, как правило, оказывается ненужным, за исключением деформационных швов поперек взлетно-посадочной полосы, где в бетон помещается сборка штифтов , которая допускает относительное перемещение бетонных плит. Там, где можно ожидать, что с годами произойдет значительная осадка взлетно-посадочной полосы из-за нестабильных грунтовых условий, предпочтительнее установить асфальтобетонное покрытие, так как его легче периодически ремонтировать. Поля с очень низким трафиком легких самолетов могут использовать дерновое покрытие. Некоторые взлетно-посадочные полосы используют солончаки.
Для проектирования покрытия проводятся бурения для определения состояния основания, и на основе относительной несущей способности основания устанавливаются технические характеристики. Для тяжелых коммерческих самолетов толщина покрытия, независимо от верхней поверхности, варьируется от 10 до 48 дюймов (от 25 до 122 см), включая основание.
Покрытия аэропортов были спроектированы двумя методами. Первый, Вестергаард , основан на предположении, что покрытие представляет собой упругую пластину, опирающуюся на тяжелое жидкое основание с равномерным коэффициентом реакции, известным как значение K. Опыт показал, что значения K , на основе которых была разработана формула, неприменимы для новых самолетов с очень большим давлением на пятно контакта.
Второй метод называется калифорнийским коэффициентом подшипников и был разработан в конце 1940-х годов. Он представляет собой экстраполяцию исходных результатов испытаний, которые неприменимы к современным покрытиям самолетов или к современным шасси самолетов . Некоторые конструкции были сделаны путем смешения этих двух теорий проектирования. Более поздний метод представляет собой аналитическую систему, основанную на введении реакции транспортного средства в качестве важного параметра проектирования. По сути, он учитывает все факторы, включая условия движения, срок службы, материалы, используемые в конструкции, и, что особенно важно, динамическую реакцию транспортных средств, использующих посадочную площадку.
Поскольку строительство покрытия аэропорта обходится так дорого, производители стремятся минимизировать нагрузку от самолетов на покрытие. Производители более крупных самолетов проектируют шасси таким образом, чтобы вес самолета поддерживался более крупными и многочисленными шинами. Также уделяется внимание характеристикам самого шасси, чтобы свести к минимуму неблагоприятное воздействие на покрытие. Иногда можно усилить покрытие для более высокой нагрузки, нанеся слой асфальтобетона или портландцементного бетона, который связывается с исходной плитой. Для поверхности взлетно-посадочной полосы был разработан бетон с предварительным натяжением. Это позволяет использовать более тонкие покрытия и должно привести к более длительному сроку службы бетонного покрытия. Из-за восприимчивости более тонких покрытий к морозному пучению этот процесс обычно применяется только там, где нет заметного воздействия мороза .
Поверхность покрытия взлетно-посадочной полосы подготавливается и обслуживается для максимального трения при торможении колес. Чтобы минимизировать аквапланирование после сильного дождя, поверхность покрытия обычно рифленая, так что поверхностная водная пленка стекает в канавки, а пики между канавками все еще соприкасаются с шинами самолета. Чтобы сохранить макротекстуру, созданную канавками на взлетно-посадочной полосе, бригады по техническому обслуживанию занимаются удалением резины с аэродрома или гидроочисткой для соответствия требуемым уровням трения FAA или других авиационных органов.
Подземные дренажи помогают обеспечить длительный срок службы и отличную и надежную работу дорожного покрытия. В аэропорту Хартсфилд Атланта, штат Джорджия, дренажи обычно состоят из траншей шириной 18 дюймов (46 см) и глубиной 48 дюймов (120 см) от верхней части дорожного покрытия. Перфорированная пластиковая труба (диаметром 5,9 дюйма (15 см)) помещается на дно траншеи. Канавы заполняются щебнем размером с гравий. [36] Избыточная влажность под бетонным покрытием может привести к подкачке, растрескиванию и разрушению стыков. [37]
На авиационных картах тип поверхности обычно обозначается трехбуквенным кодом.
Наиболее распространенные типы твердых поверхностей — асфальт и бетон. Наиболее распространенные типы мягких поверхностей — трава и гравий.
Взлетно-посадочная полоса длиной не менее 1800 м (5900 футов) обычно достаточна для самолетов весом менее 100 000 кг (220 000 фунтов). Более крупным самолетам, включая широкофюзеляжные, обычно требуется не менее 2400 м (7900 футов) на уровне моря. Международные широкофюзеляжные рейсы, которые перевозят значительные объемы топлива и, следовательно, тяжелее, также могут иметь требования к посадке в 3200 м (10 500 футов) или более и требования к взлету в 4000 м (13 000 футов). Boeing 747 считается самолетом с самой большой взлетной дистанцией среди более распространенных типов самолетов и установил стандарт для длины взлетно-посадочных полос крупных международных аэропортов. [38]
На уровне моря 3200 м (10 500 футов) можно считать достаточной длиной для посадки практически любого самолета. Например, в международном аэропорту О'Хара при одновременной посадке на 4L/22R и 10/28 или параллельно 9R/27L для прибывающих из Восточной Азии , которые обычно направляются на 4L/22R (2300 м (7546 футов)) или 9R/27L (2400 м (7874 фута)) обычно запрашивают 28R (4000 м (13 123 фута)). Это всегда выполняется, хотя иногда и с задержкой. Другим примером является то, что аэропорт Лулео в Швеции был расширен до 3500 м (11 483 фута), чтобы позволить взлетать любому полностью загруженному грузовому самолету. На эти расстояния также влияет уклон взлетно- посадочной полосы , например, каждый 1 процент уклона взлетно-посадочной полосы увеличивает посадочную дистанцию на 10 процентов. [39]
Самолет, взлетающий на большей высоте, должен делать это с уменьшенным весом из-за уменьшения плотности воздуха на больших высотах, что снижает мощность двигателя и подъемную силу крыла. Самолет также должен взлетать с уменьшенным весом в более жарких или влажных условиях (см. плотность высоты ). Большинство коммерческих самолетов имеют таблицы производителя, в которых указаны корректировки, необходимые для данной температуры.
В Индии рекомендации Международной организации гражданской авиации (ИКАО) теперь соблюдаются чаще. При посадке делается только поправка на высоту для длины взлетно-посадочной полосы, тогда как при взлете учитываются все виды поправок. [40]
Однозначному номеру обозначения взлетно-посадочной полосы никогда не предшествует ноль.